背景：
客户是一家专注于高性能模拟与混合信号领域的芯片设计公司，其最新研发的一款支持最新快充协议的PMIC芯片承载着重要的市场期望。然而，在芯片进入量产爬坡阶段，客户发现在最终测试（Final Test, FT）环节出现了意料之外的低良率问题，主要表现为部分芯片的特定稳压输出（例如VOUT3）电压偏低且静态功耗（IDDQ）超标，严重影响了生产计划和成本控制。初步的内部排查未能明确锁定问题的根本原因，面对紧迫的上市时间和潜在的巨大损失，客户寻求专业的第三方测试服务机构协助。
面临的挑战：
- 良率瓶颈： 量产初期，该PMIC芯片的综合良率仅维持在约75%，远低于预期的95%以上目标。
- 原因不明： 失效表现集中在VOUT3电压偏低及IDDQ漏电流增大，初步电性测试指向负责VOUT3输出的DC-DC转换器模块异常，但无法确定是设计裕量不足、制造工艺波动还是封装引入的问题。
- 时间紧迫： 智能手机市场更新迭代快，产品上市窗口期有限，急需快速、准确地定位问题根源，以便及时采取纠正措施。
- 分析难度： 该芯片采用了55nm BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) 工艺，集成了高压功率器件和精密模拟电路，结构复杂，对失效分析的技术和设备要求极高。
德垲检测的解决方案：失效分析（FA）服务
接到客户的委托后，德垲检测迅速组建了由资深失效分析工程师组成的项目团队，并制定了周密的分析计划：
- 样品收集与信息确认： 收集了足够数量的失效样品（Failed Units）和参照良品（Good Units），并与客户详细沟通了芯片设计信息、55nm BCD工艺流程、ATE测试数据和失效现象（VOUT3偏低，IDDQ超标）。
- 无损检测先行： 首先采用X-Ray检查、声学扫描（SAT/C-SAM）等无损检测手段，排查封装层面可能存在的明显缺陷，如裂纹、分层、键合线问题等。(此步骤结果为“未见明显封装异常”，引导至下一步)
- 精细电性测试与故障定位： 利用曲线追踪仪（Curve Tracer）、参数分析仪以及ATE测试数据，对失效芯片进行更精细的电性特征分析，确认失效模式主要表现为VOUT3输出管脚对地存在异常漏电流。随后，应用先进的故障定位技术，如热点探测（Thermal Emission/Infrascan）和激光诱导电阻变化成像（OBIRCH），成功将异常发热点/漏电路径精确定位到芯片内部DC-DC转换器模块的功率MOS管栅极附近。
- 物理分析与微观探查： 针对定位到的可疑区域，进行精确的开封（Decapsulation）、逐层剥离（Delayering）。利用扫描电子显微镜（SEM）进行高倍率形貌观察，并结合能量色散X射线光谱（EDX）进行元素分析。
- 根本原因分析与报告： 综合所有测试和分析结果，进行逻辑推理和技术研判。
分析发现：定位根本原因
通过上述系统化的分析流程，德垲检测团队最终发现：
- SEM观察结果： 在定位到的功率MOS管栅极附近的多晶硅（Poly-Si）层上，发现了微小的、非设计预期的导电颗粒污染物。
- EDX成分分析： 对该异常颗粒进行元素分析，证实其主要成分为钨（W），这通常来源于金属化制程（如钨塞填充）。
- 结论： 该异常由制造过程中的钨塞CMP（化学机械抛光）或后续清洗环节引入的微小钨颗粒残留导致。这些导电颗粒随机散落在关键的栅极区域，造成了栅极与源/漏极之间的微弱漏电通道，引发了IDDQ超标和输出电压异常，最终导致芯片功能失效和良率下降。
成果与价值：
- 精准定位： 德垲检测通过专业的失效分析服务，在短时间内准确锁定了导致该PMIC芯片良率低下的根本原因——特定制造环节引入的钨颗粒污染。
- 良率提升： 基于德垲检测提供的详实分析报告和改进建议（指出污染源头可能在钨塞CMP后的清洗步骤），客户迅速与其晶圆代工厂沟通，并加强了相关工序的清洗流程和过程颗粒监控。经过调整后的批次，该PMIC芯片的最终测试良率从75%稳定提升至96%以上，达到了量产目标。
- 加速上市： 良率问题的快速解决，为客户节约了宝贵的调试时间和生产成本，有力保障了该款快充PMIC的按时交付和市场推广。
- 风险规避： 明确了问题根源是工艺问题而非设计问题，避免了在错误方向（如重新流片修改设计）上投入更多资源，降低了项目风险。
客户反馈：
客户对德垲检测的专业能力、响应速度和分析深度表示高度认可。“德垲检测的失效分析服务非常关键，”客户的运营副总裁表示，“他们的专业报告不仅帮我们找到了问题的症结，还提供了指向性明确的改进方向，使得我们能够迅速与代工厂一起解决这个棘手的工艺问题，确保了我们核心产品的成功量产。”
总结：
芯片失效分析是保障半导体产品质量、提升良率、优化设计与工艺的关键环节。上海德垲检测技术有限公司凭借其在芯片测试领域的深厚积累、先进的分析设备和经验丰富的专家团队，能够为半导体企业提供高效、精准的失效分析服务，帮助客户快速应对各种复杂的良率和可靠性挑战，是值得信赖的全流程芯片测试解决方案提供商，致力于为中国集成电路产业的高质量发展贡献力量。
如果您也面临芯片良率、可靠性或失效方面的问题，欢迎联系德垲检测，我们的专家团队将为您提供专业的咨询与服务。
